Rollups 之間的無信任互操作性：概況、構(gòu)建和挑戰(zhàn)
作者：MarshallVyletelJr.來源：1kx翻譯：善歐巴，金色財(cái)經(jīng)介紹
Ethereum上的rollup數(shù)量出現(xiàn)了爆發(fā)式增長。根據(jù)L2Beat的數(shù)據(jù)，截至撰寫本文時，已有91個L2和L3上線，還有82個即將上線。因此，在流動性、用戶體驗(yàn)和開發(fā)人員工具方面也存在大量碎片化。當(dāng)前的互操作性解決方案還有待改進(jìn)，因?yàn)樗鼈円蕾囉诘谌綐蚪悠鳌⑼獠堪b資產(chǎn)和意圖框架的組合，而每種解決方案都有各自的問題。
流動性橋通常是最大的Crypto黑客攻擊的目標(biāo)（例如價值3.21億美元的蟲洞橋黑客攻擊）
外部包裝的資產(chǎn)并不受歡迎，數(shù)據(jù)顯示，只要有可能，人們更愿意以原生形式持有資產(chǎn)（例如，根據(jù)L2Beat的數(shù)據(jù)，規(guī)范橋接資產(chǎn)價值為220億美元，而外部包裝的資產(chǎn)僅價值30億美元）
意圖框架依賴于第三方，這些第三方需要一些不可忽略的信任，并收取額外費(fèi)用以促進(jìn)跨Rollup活動（例如，由于官方橋梁不規(guī)范，Degen鏈用戶損失了80%以上的Tokens）。中心化的意圖框架也意味著較低的競爭，這可能導(dǎo)致定價和性能不理想
在本文中，我們通過定義和討論分散的Rollup生態(tài)系統(tǒng)之間的六個級別的互操作性解決方案，調(diào)查了無信任互操作性前景。
我們從默認(rèn)情況開始，即異步從源rollup提現(xiàn)到L1并手動橋接至目標(biāo)rollup，最后以單個交易中跨rollup可組合性的假設(shè)架構(gòu)結(jié)束。我們將探討每個級別的互操作性將如何影響用戶體驗(yàn)、開發(fā)人員體驗(yàn)、MEV潛力以及rollup本身（具體與基礎(chǔ)設(shè)施變化有關(guān)）。
本文主要討論Ethereum及其L2，并僅關(guān)注無需信任的互操作性。在這種情況下，“無需信任的互操作性”是指協(xié)議內(nèi)通道，不需要第三方在大多數(shù)rollup已經(jīng)需要的必要基礎(chǔ)設(shè)施之外促進(jìn)傳輸。準(zhǔn)備工作定義
從根本上講，無需信任的互操作性需要一些共享資源，任何兩個希望互操作的協(xié)議都必須能夠訪問這些資源。在EthereumL1的情況下，所有智能合約都存在于共享Ethereum完整狀態(tài)的同一環(huán)境中，因此它們將始終具有最高級別的互操作性。然而，L2僅通過單獨(dú)的橋接合約共享結(jié)算層，因此互操作性受到很大限制。
能夠推動我們在無信任互操作性階梯上前進(jìn)的關(guān)鍵共享基礎(chǔ)設(shè)施組件是共享排序器、超級構(gòu)建器和共享結(jié)算。這些共享層所開放的保證和新功能是相關(guān)的，但本質(zhì)上是正交的。
共享序列器/超級建造者：主要提升速度和用戶體驗(yàn)。
共享結(jié)算：無需外部包裝和協(xié)議內(nèi)消息傳遞的資產(chǎn)交換。
首先，我們將定義引言中提到的六個無需信任的互操作性級別：
L1異步：
→通過匯總結(jié)算的L1進(jìn)行手動資產(chǎn)轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)互操作性。
原子包含：
→保證跨RollupBundle中的所有交易都將包含在該Bundle中涉及的每個Rollup的下一個塊中，或者都不包含在內(nèi)。
共享結(jié)算：
→通過相同的橋接合約，多個rollup連接到L1。
原子執(zhí)行：
→保證跨Rollup捆綁包中的所有交易都將包含在捆綁包中涉及的每個Rollup的下一個區(qū)塊中并成功執(zhí)行，否則將不執(zhí)行任何交易。成功執(zhí)行是指每筆交易均在不回滾的情況下執(zhí)行，并反映在捆綁包中每個Rollup的更新狀態(tài)中。
區(qū)塊級可組合性：
→跨RollupBundle的下一個區(qū)塊保證可以包含依賴交易（RollupB上的txB依賴于RollupA上txA的結(jié)果）
交易級別可組合性：
→智能合約級別互操作性僅需一筆交易即可同時導(dǎo)致多個rollup之間的狀態(tài)變化（無捆綁）。在任何rollup上使用任何協(xié)議在邏輯上等同于在一條鏈上使用不同的智能合約。重要的是，這意味著任何調(diào)用之前的狀態(tài)更改都可以在返回時恢復(fù)。
為了進(jìn)一步了解每個級別，我們將介紹以下關(guān)鍵用例，以展示每個級別的功能及其對用戶、開發(fā)人員、匯總和MEV搜索者的影響。示例：
相同Tokens轉(zhuǎn)移
→發(fā)送給自己：在兩個Rollup之間將Eth兌換為Eth，或?qū)RC-20兌換為ERC-20
Tokens購買
→跨Rollup限價訂單：使用RollupA中的Eth/ERC-20，從RollupB上的DEX購買不同的ERC-20，并（可選）發(fā)送回RollupA含義：
我們還將回答以下問題，以進(jìn)一步了解對任何匯總生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)鍵股東的影響。
用戶體驗(yàn)
通過實(shí)現(xiàn)這種程度的互操作性，用戶體驗(yàn)會發(fā)生怎樣的變化？
開發(fā)人員體驗(yàn)
通過實(shí)現(xiàn)這種級別的互操作性，開發(fā)人員體驗(yàn)會發(fā)生怎樣的變化？
MEV潛力
如果我們實(shí)現(xiàn)了這種程度的互操作性，是否有可能出現(xiàn)新的MEV機(jī)會？
Rollup的影響
Rollup是否必須選擇加入任何新的基礎(chǔ)設(shè)施才能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)？Rollup的費(fèi)用結(jié)構(gòu)有哪些變化？Rollup參與該基礎(chǔ)設(shè)施可能帶來哪些潛在好處？高級概述
為了解決這個問題，我們建立了外部資產(chǎn)包裝協(xié)議，在匯總中發(fā)行外部包裝版本的Tokens，這些Tokens象征著網(wǎng)絡(luò)中其他地方的原生版本。
有了共享結(jié)算層，情況就不同了。由于每個連接的rollup的所有流動性都鎖定在同一個橋梁合約中，因此人們可以在rollup之間自由移動，因?yàn)闃蛄汉霞s中的總價值保持不變，并且始終可以提取。
確實(shí)需要在L1合約層面進(jìn)行更新，以了解流動性在哪里，以允許用戶從任何地方提款，但這很簡單，因?yàn)樗羞B接的匯總都可以讀取/寫入共享合約。
使用共享結(jié)算層，對于簡單的發(fā)送給自己的情況下，流程可能看起來像下面這樣。
發(fā)送給自己：
用戶創(chuàng)建初始交易：
→Tx1：在rollupA上提取Eth（并在rollupB上鑄造）
→交易被分批并提交給L1合約
→它被聚合到交易根中，該交易根將所有共享結(jié)算rollup分組
RollupB導(dǎo)入此交易根
中繼器將交易提交給鑄幣廠，并將Merkle證明提交給rollupB
RollupB使用MerkleProof和交易根來驗(yàn)證銷毀交易
用戶在RollupB上鑄造了Eth
RollupB向L1提交證明
我們可以將此流程擴(kuò)展到在共享結(jié)算生態(tài)系統(tǒng)中所有匯總中都有合約的任何ERC-20。
我們可以將共享橋合約視為所有連接匯總之間的協(xié)議內(nèi)消息傳遞層，因此理論上這種流程實(shí)際上可以擴(kuò)展到任何任意消息傳遞標(biāo)準(zhǔn)。
這讓我們更接近可組合性，但由于只有在L1上反映狀態(tài)變化后才需要聚合證明和傳遞消息，因此延遲較高（盡管明顯低于L1異步情況）。此外，任何復(fù)雜的跨Rollup活動（例如在RollupB上使用DEX從RollupA上的資產(chǎn)開始進(jìn)行跨Rollup限價訂單）對于用戶來說仍然是一個繁瑣的過程，因?yàn)樗麄內(nèi)匀槐仨毾蜃约喊l(fā)送并在目標(biāo)Rollup上手動交換資產(chǎn)。在這種情況下，無法創(chuàng)建原子跨Rollup捆綁包。
共享結(jié)算的另一個重要好處是，對于在多個環(huán)境中執(zhí)行訂單的流動性提供者或解決者來說，摩擦更小。由于他們跨所有連接的Rollup的流動性都反映在同一個過橋合約中，因此他們不必等待完整的提款窗口來管理跨Rollup流動性。對利益相關(guān)者的影響：
用戶：
現(xiàn)在可以以原生形式轉(zhuǎn)移資產(chǎn)，無需L1提款期
開發(fā)人員：
變更僅限于Tokens發(fā)行者，他們現(xiàn)在可以使用協(xié)議內(nèi)消息傳遞在所有連接的Rollup上發(fā)行ERC-20的原生版本
MEV搜索者：
由于這種情況發(fā)生在每個rollup的多個區(qū)塊上，因此不存在新的MEV潛力
Rollups：
Rollups必須選擇使用共享橋合約，并可能添加預(yù)編譯來處理跨Rollup消息
重要提示：共享結(jié)算允許在共享橋接合約和證明聚合層的所有匯總中進(jìn)行非外部包裝的資產(chǎn)轉(zhuǎn)移和任意消息傳遞，但仍然會有不可忽略的延遲（盡管比L1Async短得多）并且無法創(chuàng)建跨匯總原子束。4.原子執(zhí)行所需基礎(chǔ)設(shè)施：
共享排序器//超級建造者
原子執(zhí)行使我們能夠保證跨卷捆綁包的成功執(zhí)行，但正如我們將看到的，沒有依賴事務(wù)的跨卷捆綁包的用例數(shù)量比最初預(yù)期的要少。
如果一組依賴交易中的任何單筆交易被撤銷，那么所有其他交易都將變得無效，并且也必須被撤銷，就像跨rollup銷毀和鑄造Tokens的情況一樣。在目標(biāo)rollup上鑄造Tokens取決于它們是否已在源rollup上被銷毀或鎖定，因此我們可以說一組銷毀和鑄造交易是一組依賴交易。
如果沒有能夠創(chuàng)建目標(biāo)交易的中間方（例如超級建造者），就不可能創(chuàng)建此捆綁包。
考慮一下，在沒有用戶以外的其他方參與的情況下，跨Rollup交換捆綁包的構(gòu)建必須滿足哪些條件。必須創(chuàng)建一個捆綁包來鎖定/刻錄源Rollup上的資產(chǎn)，并在目標(biāo)Rollup上鑄造資產(chǎn)，但我們遇到了問題：
源rollup上的合約只能在鎖定/銷毀原始源資產(chǎn)時發(fā)出消息，它們無法在目標(biāo)rollup上調(diào)用和創(chuàng)建交易。
→這就是消息協(xié)議和中繼網(wǎng)絡(luò)存在的原因。
→消息可用于構(gòu)造目標(biāo)上的調(diào)用應(yīng)該是什么，但它實(shí)際上不能創(chuàng)建交易本身。
在目標(biāo)rollup上創(chuàng)建第二筆交易以進(jìn)行鑄造：
→用戶自己無法創(chuàng)建此tx，因?yàn)樗麄儧]有rollupB上Tokens的鑄造權(quán)
→即）目標(biāo)鏈需要證明Tokens已在源鏈上被燒毀/鎖定，但此證明直到初始交易執(zhí)行后才可用，這會破壞我們對原子性的要求。→理論上，任何其他能夠
創(chuàng)建具有鑄造權(quán)的第二筆交易的一方都可以在任何時候在目標(biāo)鏈上創(chuàng)建“鑄造”交易，而無需首先在源鏈上創(chuàng)建“燒毀”或鎖定，這是一個巨大的漏洞。
我們可以看到，即使我們可以保證跨匯總捆綁包的執(zhí)行，但我們在如何首先構(gòu)建它們以轉(zhuǎn)移有價值的資產(chǎn)方面遇到了困難。
但是，仍然有一些不需要依賴cross-rollupbundles的原子執(zhí)行用例。其中之一就是cross-rollup套利：
關(guān)于本文所列出的框架中的技術(shù)細(xì)節(jié)，仍然存在一些懸而未決的問題。例如，在區(qū)塊級可組合生態(tài)系統(tǒng)中為跨匯總限價訂單構(gòu)建捆綁包可能需要更詳細(xì)的設(shè)計(jì)來處理部分履行和市場訂單的滑點(diǎn)容忍度的情況。我們在這里提供了一種潛在的解決方案，如果訂單未完全完成，則可以恢復(fù)跨匯總限價訂單捆綁包，但設(shè)計(jì)空間是開放的。
此外，值得一提的是，這與目前應(yīng)用鏈領(lǐng)域日益增長的思想共享有關(guān)。應(yīng)用鏈?zhǔn)情L尾L2，要么是通用的，要么是經(jīng)過許可的，目的是將特定的相關(guān)協(xié)議孤立在一個L2上。當(dāng)我們達(dá)到塊級可組合性時，我們很可能也會開始看到應(yīng)用鏈環(huán)境因所有連接網(wǎng)絡(luò)之間具有本機(jī)可組合性而獲得顯著的吸引力。
目前，為這些應(yīng)用鏈引入流動性仍然很困難，但一旦更大的鏈作為可互操作環(huán)境的入口連接起來，我們很可能會看到圍繞共享基礎(chǔ)設(shè)施的圍墻花園生態(tài)系統(tǒng)。
另一個重要的懸而未決的問題是超級建造者周圍的設(shè)計(jì)空間將如何解決。這方面的發(fā)展仍處于起步階段，目前尚不清楚如何以最有效的方式創(chuàng)建一個可以創(chuàng)建跨匯總包的復(fù)雜建造者網(wǎng)絡(luò)。這些跨匯總包將以最佳方式包含在區(qū)塊中，以及對匯總收入的影響是一個懸而未決的問題，許多團(tuán)隊(duì)正在探索不同的策略。
最終，未來可能會涉及協(xié)議內(nèi)和協(xié)議外橋接解決方案的組合，它們將協(xié)同工作，為每個人提供更好的互操作性流程。我們相信，本文中定義的進(jìn)展可以作為開發(fā)人員和構(gòu)建者的指南，他們專注于為最終用戶提供更無縫的跨Rollup互操作性。